DD268422A1 - METHOD FOR PRODUCING STEEL FIBERS FOR HIGH-GRADE MAGNETIC FIELDS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING STEEL FIBERS FOR HIGH-GRADE MAGNETIC FIELDS Download PDF

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DD268422A1
DD268422A1 DD88312292A DD31229288A DD268422A1 DD 268422 A1 DD268422 A1 DD 268422A1 DD 88312292 A DD88312292 A DD 88312292A DD 31229288 A DD31229288 A DD 31229288A DD 268422 A1 DD268422 A1 DD 268422A1
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Hans-Juergen Claussen
Karlheinz Wunderling
Mathias Ruchholz
Rainer Stopp
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Thaelmann Schwermaschbau Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern, die als Matrixmaterial fuer Hochgradient-Magnetfelder, insbesondere fuer das Abscheiden von fein- bzw. feinstkoernigen Stoffen mit schwachparamagnetischen Eigenschaften, Verwendung finden. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist so ausgestaltet, dass ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbestaendigem Chromstahl, in der Zusammensetzung von 0,08-0,1% C, 16-18% Cr, Ti 0,01% sowie einer Haerte HV 30 von 185-200 kp/mm2 und einer Bruchdehnung von 26-28%, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-18 m/min und einem Vorschug von 0,03-0,1 mm/Umdrehung abgearbeitet wird. Eine weitere Kennzeichnung der Loesung ist, dass der Werkzeugschnittwinkel in einem Bereich von 75-82 gehalten wird. Fig. 2The invention relates to a process for the production of steel fibers, which are used as matrix material for high-gradient magnetic fields, in particular for the deposition of fine or feinstkoernigen substances with weak paramagnetic properties. The inventive method is designed so that a steel strip of ferritic, corrosion-resistant chromium steel, in the composition of 0.08-0.1% C, 16-18% Cr, Ti 0.01% and a Haerte HV 30 of 185-200 kp / mm2 and an elongation at break of 26-28%, with a cutting speed of 15-18 m / min and a Vorschug of 0.03-0.1 mm / turn is processed. Another identification of the solution is that the tool cutting angle is kept within a range of 75-82. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern, die als Matrixmaterial für die Erzeugung von Hochgradient-Mi gnetfeldern, insbesondere für das Abschneiden von fein- bzw. feinstkörnigen Stoffen mit schwachparamagnetischen Eigenschaften, Verwenduno finden.The invention relates to a process for the production of steel fibers, the gnetfeldern as a matrix material for the production of Hochgradient-Mi, in particular for the cutting of fine or fine-grained materials with weak paramagnetic properties, nutzuno find.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Als eigentliche magnetisch aktive Substanz wird im Arbeitsraum von Hochgradient-Magnetscheidem ein Matrixmaterial eingesetzt, an dem sich durch die im Magnetfeld entstehenden Effekte die Anlagerung der abzuscheidenden ferro- bzw. paramagnetischen Teilchen vollzieht. Das Ziel der bekannten Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern ist es, die als Matrixmaterial eingesetzten Stahlfasern so auszubilden, daß eine Diskontinuität der Faseroberfläche, und zwar eine vergrößerte, in sich strukturierte und somit hoch wirksame Anlagerungsfläche, die entscheidend für die Eignung einer Matrix zur Fixierung magnetisierbarer Partikel ist, entsteht. Die Beschaffenheit der Einzelfaser hinsichtlich ihrer Ausbildung und Dimension, wie Faserbreite, Faserhöhe, Grate und Standschupponbreite und -tiefe, wird im entscheidenden Maße vom Fertigungsprozeß beeinflußt.As the actual magnetically active substance, a matrix material is used in the working space of high-gradient magnetic separators, at which the accumulation of the ferro- or paramagnetic particles to be separated takes place due to the effects arising in the magnetic field. The aim of the known processes for the production of steel fibers is to form the steel fibers used as matrix material so that a discontinuity of the fiber surface, namely an enlarged, self-structured and thus highly effective deposition surface, which is crucial for the suitability of a matrix for fixation magnetizable Particles is created. The nature of the individual fiber in terms of their design and dimension, such as fiber width, fiber height, burrs and Schupponbreite and depth is influenced to a significant extent by the manufacturing process.

Aus den Untersuchungen bekannter als Matrixmaterial verwendeter Stahlfasern konnte ermittelt werden, daß die derzeitigen Herstellungsverfahren nicht in der Lage sind, ein» optimale Oberflächenstruktur der Stahlfaser zu erzeugen, und somit kann die eingesetzte Stahlfaser nicht mnximal für den Effekt der magnetischen Anlagerung genutzt werden.From the researches of known steel fibers used as the matrix material, it has been found that the present production methods are incapable of producing an optimum surface structure of the steel fiber, and thus the steel fiber used can not be used for the effect of magnetic attachment.

Besonders bei der HGM-Scheidung im Feinstkornbereich <2m ist entsprechend den ermittelten und bekannten Berechnungen zwischen Korndurchmesser des zu schneidenden Rohstoffes mit dem für einen erfolgreichen Scheidungseffekt erforcerlichen Matrixfaserdurchmesser eine feine Faser erforderlich. Die Herstellung der Faser kann dabei nach einem spanabhebenden Verfahren als auch nach einem Verfahren der Bündelziehtechnologie erfolgen. Jedoch muß festgestellt werden, daß— resultierend aus den Untersuchungen über die Oberflächenstruktur herkömmlich hergestellter Stahlfaser und ihr Vermögen, durch magnetische Gradientenbildung feinkörnige paramagnotische Partikel einzufangen — die Faserausbildung unzureichend ist.Especially with the HGM divorce in Feinstkornbereich <2m a fine fiber is required in accordance with the calculated and known calculations between grain diameter of the raw material to be cut with the matrix fiber diameter necessary for a successful divorce effect. The production of the fiber can be carried out by a cutting process as well as by a method of bundle drawing technology. However, it has to be noted that as a result of studies on the surface structure of conventionally produced steel fiber and its ability to trap fine-grained paramagnetic particles by magnetic gradient formation, fiber formation is insufficient.

Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist es, die Effektivität der Magnetscheidung zu erhöhen und wertvollen Werkstoff einzusparen.The aim of the invention is to increase the effectiveness of the magnetic separation and save valuable material. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Verfahrensparameter und den eingesetzten Werkstoff so zuThe invention is based on the object, the previously known process parameters and the material used so

optimieren, daß die Stahlfaserausbildung wesentlich verbessert wird.optimize that the steel fiber formation is significantly improved.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, inAccording to the invention the object is achieved in that a steel strip of ferritic, corrosion-resistant chromium steel, in

der Zusammensetzung von 0,08-0,1 % C, 16-18% Cr, Ti <0,01 % sowie einer! !arte HV30 von 185-200kp/mm2 und einerthe composition of 0.08-0.1% C, 16-18% Cr, Ti <0.01% and a! ! arte HV30 from 185-200kp / mm 2 and one

Bruchdehnung von 26-28% mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-18 m/min und einem Vorschuh von 0,03-0,1 mm/Elongation at break of 26-28% with a cutting speed of 15-18 m / min and a shoe of 0.03-0.1 mm / Umdrehung abgearbeitet wird.Rotation is processed. Zu den bei der Realisierung des Verfahrens einzuhaltenden Parametern gehört die Einhaltung des Werkzeugschnittwinkels inAmong the parameters to be complied with in implementing the method is compliance with the tool cutting angle in

einem Bereich von 75-82°.a range of 75-82 °.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stahlfasern, deren Eigenschaften als magnetisch aktiver Teil inThe steel fibers produced in the process according to the invention, their properties as a magnetically active part in Hochgradient-Magnetscheidern deutlich sich gegenüber üblichen Fasern abgrenzen, zeigen eine ausgeprägteHigh-gradient magnetic separators clearly differentiate themselves from conventional fibers show a pronounced Stauchschuppenstruktur mit stark ausgebildeten Graten an den Außenrändern der Faser.Stitch scale structure with strongly formed ridges on the outer edges of the fiber. Ausführungsbeispielembodiment Anhand eines Beispieles sol1 dio Herstellung der Stahlfaser und ihre Anwendung in einem I lochgradient-Magnetfeld dargestelltSol 1 shown dio production of steel fiber and its application in a I lochgradient magnetic field by way of example

werden.become.

Die Herstellung der Stahlfaser erfolgt dabei in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist.The production of the steel fiber takes place in a device as shown in FIGS. 1 and 2. Ein Bund aus dünnem Bandstahl 2, das auf einem Dorn 3 fest verspannt ist, wird stirnseitig durch Drehmeißel 4; 5 bearbeitet.A collar of thin steel strip 2, which is firmly clamped on a mandrel 3, is frontally by turning tool 4; 5 edited. Von der glatten Stirnseite des Bundes wird zunächst durch den Drehmeißel 4 mit feinverzahntem Profil ein FaserbündelFrom the smooth front side of the Federal is first by the turning tool 4 with fine-toothed profile a fiber bundle

abgearbeitet, durch den in Drehrichtung des Bundes folgenden, jedoch auf der Schneidfläche glatten Drehmeißel 5 die geriffelteprocessed by the following in the direction of rotation of the Federal, but on the cutting surface smooth turning tool 5 the corrugated

Oberfläche der Bundstirnseite geglättet und ein zweites Faserbündel 6 gewonnen.Surface of the collar front side smoothed and won a second fiber bundle 6. Beide Faserbündel 6 werden zusammengeführt und für eine weitere Verarbeitung zweckmäßig gebündelt bzw. aufgehaspelt.Both fiber bundles 6 are brought together and suitably bundled or rewound for further processing. Im Vergleich der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern mit herkömmlichen Stahlfasern wurden die Ergebnisse vonIn comparison of the steel fibers produced according to the invention with conventional steel fibers, the results of Versuchen zu Absicherung von Eisen- und Titanoxiden in einer Kaolinsuspension, die in einem Hochgradient-Labor-Attempting to protect iron and titanium oxides in a kaolin suspension which is in a high-gradient laboratory Magnetschei'Jer durchgeführt wurden, tabellarisch zusammengefaßt. Zum Einsatz als Matrixmaterial kam eine herkömmlicheMagnetschei'Jer were performed, summarized in tabular form. For use as a matrix material came a conventional Stahlfaser (Faserdurchmesser 0,05-u,15mm), in der nachfolgenden Darstellung als Matrix A bezeichnet, konfektioniert inSteel fiber (fiber diameter 0.05-u, 15mm), referred to in the following diagram as matrix A, assembled in Mattenform und eine erfindungsgemäß hergestellte Stahlfaser mit gleichem Faserdurchmesser, ebenfalls verarbeitet zu MattenMatte form and a steel fiber produced according to the invention with the same fiber diameter, also processed into mats

(Matrix B). Die verfahrenstechnischen Randbedingungen, wie magnetische Feldstärke, Suspensions-Fließgeschwindigkeit,(Matrix B). The procedural boundary conditions, such as magnetic field strength, suspension flow rate,

Feststoffgehalt der Suspension usw., waren in beiden Fällen gleich. Die Wertung der Wirksamkeit der Fasermatrixen zeigt sichSolids content of the suspension, etc., were the same in both cases. The evaluation of the effectiveness of the fiber matrix shows up

im Vergleich der Durchschnittsgehalte mehrerer Versuche sowie des mit dem Magnetprodukt ausgeschiedenen Anteils desin comparison of the average contents of several experiments as well as that of the magnetic product excreted

Gesamteisens bzw. -titans. Dabei muß berücksichtigt werden, daß bei derart geringen Fe2O3- bzw. 7iO2-Gehalt ·η in derEntire iron or titan. It must be borne in mind that with such low Fe 2 O 3 or 7iO 2 content, η in the

gereinigten Suspension bereits Verbesserungen um Zehntel % eine bedeutende Qualitätssteigerung der behandelten Produkte bewirken.purified suspension even improvements by tenths of a percent bring about a significant increase in the quality of the treated products.

Reduzierung des Fe2O3-Gehaltes:Reduction of Fe 2 O 3 content: Fe2O3-Gehalt d. AufgabeFe 2 O 3 content d. task TiO2-Gehalt d. AufgabeTiO 2 content d. task Fe2O3-Gehalt !.gereinigter SuspensionFe 2 O 3 content of purified suspension Antei! d. Gesamt schadstoffes i.d. magn. AbgängenAntei! d. Total pollutant i.d. magn. disposals Matrixmatrix 6,87%6.87% 2,982.98 1,42% 1,26%1.42% 1.26% 71,3% 75,5%71.3% 75.5% A BA B Reduzierung des TiO2-Gehaltes:Reduction of TiO 2 content: Matrixmatrix TiOj-Gehalt !.gereinigter SuspensionTiO 2 content of purified suspension Anteil d. Gesamt schadstoffes i.d. magn.AbgängenShare d. Total pollutant i.d. magn.Abgängen A BA B 1,48% 1,40%1.48% 1.40% 27,2% 31,8%27.2% 31.8%

Aus der tabellarischen Übersicht ist die vorteilhaftere Wirkung der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfaser ersichtlich. Mikroskopische Untersuchungen an den erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern zeigen, daß die Verbesserung auf die besondere Oberflächenstruktur der Fasern zurückzuführen ist.The tabular overview shows the more advantageous effect of the steel fiber produced according to the invention. Microscopic investigations on the steel fibers produced according to the invention show that the improvement is due to the special surface structure of the fibers.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern für Hochgradient-Magnetfelder, unter Einsalz von Drehmeissein mit feinverzahntem und glattem Schneidflächenprofil,dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, in der Zusammensetzung vor. 0,08-0,1 % C, 16-18% Cr, Ti <0,01 % sowie einer Härte HV30 von 185-200kp/mm2 und einer Bruchdehnung von 26-28%, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-20m/min und einem Vorschub von 0,03-0,1 mm/Umdrehung abgearbeitet wird.A process for the production of steel fibers for high-gradient magnetic fields, under Einsalz of Drehmeissein with finely toothed and smooth cutting surface profile, characterized in that a steel strip of ferritic, corrosion-resistant chromium steel, in the composition before. 0.08-0.1% C, 16-18% Cr, Ti <0.01% and a hardness HV30 of 185-200kp / mm 2 and an elongation at break of 26-28%, with a cutting speed of 15-20m / min and a feed of 0.03-0.1 mm / revolution is processed. 2. Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern für Hochgradient-Magnetfelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschnittwinkel 75-82° beträgt.2. A process for the production of steel fibers for high gradient magnetic fields according to claim 1, characterized in that the tool cutting angle is 75-82 °.
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